JP2009167944A - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気酸素濃度の検出結果に基づいて内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を目標空燃比とすべく燃料噴射量の空燃比フィードバック制御を行うとともに、その空燃比フィードバック制御における前記燃料噴射量のフィードバック補正量に基づいてフィードバック学習値の更新を行う内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。 The present invention performs air-fuel ratio feedback control of the fuel injection amount so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture combusted in the internal combustion engine becomes the target air-fuel ratio based on the detection result of the exhaust oxygen concentration, and the air-fuel ratio feedback control in the air-fuel ratio feedback control The present invention relates to a fuel injection amount control device for an internal combustion engine that updates a feedback learning value based on a feedback correction amount of a fuel injection amount.
周知のように、車載等の内燃機関の排気浄化装置として、プラチナ、パラジウム、ロジウムなどの貴金属を活性物質とした三元触媒の担持された三元触媒コンバータが使用されている。三元触媒は、排気中の一酸化炭素(CO)及び炭化水素(HC)の酸化、及び窒素酸化物(NOx)の還元を同時に行って、これらを無害な二酸化炭素(CO2)や水(H2O)、窒素(N2)とすることで排気の浄化を図るものとなっている。こうした三元触媒による排気浄化は、触媒雰囲気の酸素濃度が、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比が理論空燃比であるときの値になるときに最も効果的に行なわれる。そこで三元触媒を排気浄化装置として採用する内燃機関では、燃焼される混合気の空燃比を理論空燃比近傍の一定の狭い幅(ウィンドウ)内に維持するための空燃比フィードバック制御が実施されている。こうした空燃比フィードバック制御では、排気酸素濃度を検出する酸素センサの出力に基づいて、燃料噴射量をフィードバック補正することで、空燃比を上記ウィンドウ内に保持して排気浄化のための良好な反応条件を作り出している。 As is well known, a three-way catalytic converter carrying a three-way catalyst using a noble metal such as platinum, palladium, or rhodium as an active substance is used as an exhaust emission control device for an on-board internal combustion engine. The three-way catalyst simultaneously performs oxidation of carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (HC) in the exhaust gas and reduction of nitrogen oxide (NOx), which are harmless carbon dioxide (CO2) and water (H2O). ) And nitrogen (N2) to purify the exhaust gas. Exhaust gas purification using such a three-way catalyst is most effectively performed when the oxygen concentration in the catalyst atmosphere becomes a value when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the internal combustion engine is the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, in an internal combustion engine that employs a three-way catalyst as an exhaust purification device, air-fuel ratio feedback control is performed to maintain the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to be burned within a certain narrow width (window) near the stoichiometric air-fuel ratio. Yes. In such air-fuel ratio feedback control, the fuel injection amount is feedback-corrected based on the output of the oxygen sensor that detects the exhaust oxygen concentration, thereby maintaining the air-fuel ratio in the above-mentioned window and good reaction conditions for exhaust purification. Is producing.
ところで微視的には、排気中の有害成分は、担体上の触媒貴金属や助触媒酸化物の上に吸着してその上で触媒反応を起すことで浄化される。そのため、高い排気浄化性能の確保には、空燃比フィードバック制御によるマクロなレベルでの排気酸素濃度の維持もさることながら、触媒反応の起きるミクロな空間での反応条件、特にガス組成の条件を良好に確保する必要がある。そこで近年には、上記ミクロな空間での空燃比を制御する機能を、触媒層自身に持たせるようにしている。このような機能の達成は、酸素吸蔵能力(OSC:Oxygen Storage Capacity )を有するセリウム等の助触媒を、三元触媒コンバータに担持することで達成されている。すなわち、こうした助触媒は、その周囲の酸素量が多いときには酸素を吸蔵し、その周囲の酸素量が少ないときには吸蔵した酸素を放出することで、その周囲の酸素濃度をミクロなレベルで適宜に制御するものとなっている。 By the way, microscopically, harmful components in the exhaust gas are purified by adsorbing on the catalytic noble metal or promoter oxide on the carrier and causing a catalytic reaction thereon. Therefore, in order to ensure high exhaust purification performance, the reaction conditions in the micro space where the catalytic reaction occurs, especially the conditions of the gas composition, are good while maintaining the exhaust oxygen concentration at the macro level by air-fuel ratio feedback control. It is necessary to secure it. Therefore, in recent years, the catalyst layer itself has a function of controlling the air-fuel ratio in the micro space. The achievement of such a function is achieved by supporting a promoter such as cerium having oxygen storage capacity (OSC) on a three-way catalytic converter. In other words, these promoters store oxygen when the amount of oxygen in the surrounding area is large, and release the stored oxygen when the amount of oxygen in the surrounding area is small, thereby appropriately controlling the surrounding oxygen concentration at a micro level. It is supposed to be.
さて、こうした三元触媒の酸素吸蔵能力は、その長期使用に応じて次第に低下してしまうものとなっている。そしてそうした経時劣化による酸素吸蔵能力の低下により、触媒の排気浄化性能が低下して、浄化し切れずに外気に排出されてしまうCO,HC,NOxの量が増大してしまうようになる。なお、こうした触媒の酸素吸蔵能力の低下によっては、NOxの排出量が特に顕著に増大する傾向がある。ちなみに従来、こうした排気浄化触媒の経時劣化の度合を判定する装置としては、特許文献1や特許文献2に記載のものが提案されている。 Now, the oxygen storage capacity of such a three-way catalyst gradually decreases with long-term use. Due to the decrease in the oxygen storage capacity due to such deterioration over time, the exhaust purification performance of the catalyst decreases, and the amount of CO, HC, NOx that is exhausted to the outside air without being completely purified increases. Note that the NOx emission tends to increase particularly remarkably due to the decrease in oxygen storage capacity of the catalyst. Incidentally, conventionally, as an apparatus for determining the degree of deterioration with time of such an exhaust purification catalyst, those described in Patent Document 1 and Patent Document 2 have been proposed.
また従来には、触媒劣化時のエミッションの悪化を抑制するための装置として、特許文献3に記載のものが提案されている。同文献3に記載の装置では、排気浄化触媒の劣化度合に応じて空燃比フィードバック制御における燃料噴射量のフィードバック補正係数の比例定数や積分定数を補正して、空燃比のリッチ期間、リーン期間の長さを、触媒の酸素吸蔵能力の低下に併せて調整することで、触媒劣化時のエミッションの悪化を抑制するようにしている。
上記従来の装置のように、触媒の劣化度合に応じてフィードバック補正係数の比例定数や積分定数を補正することでも、触媒の酸素吸蔵能力低下時のエミッションの悪化をある程度に抑えることは確かに可能である。しかしながら、こうした比例定数や積分定数の補正だけでは、触媒劣化時のエミッションの悪化の抑制効果に限界があり、特に触媒の酸素吸蔵能力低下時に顕著なNOx排出量の増大を未だ十分に抑制できていないのが実状である。 It is certainly possible to suppress the deterioration of emission when the catalyst's oxygen storage capacity declines to some extent by correcting the proportional constant and integral constant of the feedback correction coefficient according to the degree of deterioration of the catalyst as in the conventional device above. It is. However, such correction of the proportionality constant and integral constant alone has a limit to the effect of suppressing the deterioration of emissions when the catalyst is deteriorated. In particular, the remarkable increase in NOx emission when the oxygen storage capacity of the catalyst is reduced can still be sufficiently suppressed. There is no actual situation.
本発明は、こうした現状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時におけるNOx排出量の増大を好適に抑制することのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the current situation, and a problem to be solved is an internal combustion engine that can suitably suppress an increase in NOx emission when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is reduced. An object of the present invention is to provide a fuel injection control device.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、排気酸素濃度の検出結果に基づいて内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を目標空燃比とすべく燃料噴射量の空燃比フィードバック制御を行うとともに、その空燃比フィードバック制御における前記燃料噴射量のフィードバック補正値に基づいてフィードバック学習値の更新を行う内燃機関の燃料噴射量制御装置において、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時に、排気量が大となる機関運転領域での前記目標空燃比を前記酸素吸蔵能力の未低下時よりもリッチ側に変更するとともに、前記目標空燃比をリッチ側に変更した機関運転領域での前記フィードバック学習値の更新を禁止することをその要旨としている。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is an air-fuel ratio feedback of the fuel injection amount so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the internal combustion engine is set to the target air-fuel ratio based on the detection result of the exhaust oxygen concentration. In the fuel injection amount control device for an internal combustion engine that performs control and updates the feedback learning value based on the feedback correction value of the fuel injection amount in the air-fuel ratio feedback control, when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst decreases, The feedback in the engine operation region in which the target air-fuel ratio in the engine operation region where the displacement is large is changed to a richer side than when the oxygen storage capacity is not lowered, and the target air-fuel ratio is changed to the rich side. The gist is to prohibit the update of the learning value.
上記構成では、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時には、排気量が大となる機関運転領域においては、空燃比フィードバック制御における燃料噴射量のフィードバック補正値に基づいたフィードバック学習値の更新が禁止されるようになる。そのため、そうした機関運転領域では、空燃比フィードバック制御の目標空燃比を変更しても、フィードバック学習値の学習精度には影響しないようになる。 In the above configuration, when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is reduced, the update of the feedback learning value based on the feedback correction value of the fuel injection amount in the air-fuel ratio feedback control is prohibited in the engine operation region where the exhaust amount becomes large. Become so. Therefore, in such an engine operation region, even if the target air-fuel ratio of the air-fuel ratio feedback control is changed, the learning accuracy of the feedback learning value is not affected.
そして上記構成では、そうした学習領域の規制により、学習領域から外れた機関運転領域において、空燃比フィードバック制御の目標空燃比をリッチ側に変更するようにしている。こうして目標空燃比がリッチ側に変更されると、内燃機関の燃焼は通常よりもリッチな空燃比で行われるようになり、NOx排出量が低減されるようになる。こうした目標空燃比の変更は、排気量が大となり、故に燃焼によるNOx生成量も大となることから、NOx排出量が総合的な内燃機関のエミッション性能に与える影響が顕著な機関運転領域であるため、目標空燃比を変更する機関運転領域を必要最小限に留めながらも、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下に伴うNOx排出量の増大は、効果的に抑制されるようになる。しかも、目標空燃比を変更する機関運転領域では、フィードバック学習値の更新が禁止されるため、その変更によるフィードバック学習値の学習精度の低下を招くこともない。したがって上記構成によれば、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時におけるNOx排出量の増大を好適に抑制することができるようになる。 In the above configuration, the target air-fuel ratio of the air-fuel ratio feedback control is changed to the rich side in the engine operation region outside the learning region due to such restriction of the learning region. When the target air-fuel ratio is changed to the rich side in this way, the combustion of the internal combustion engine is performed at a richer air-fuel ratio than usual, and the NOx emission amount is reduced. Such a change in the target air-fuel ratio is an engine operating region in which the amount of exhaust gas is large and therefore the amount of NOx generated by combustion is also large, so the influence of the NOx emission amount on the overall emission performance of the internal combustion engine is significant. Therefore, the increase in the NOx emission amount due to the decrease in the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is effectively suppressed while keeping the engine operating range for changing the target air-fuel ratio to the minimum necessary. In addition, in the engine operation region in which the target air-fuel ratio is changed, updating of the feedback learning value is prohibited, so that the learning accuracy of the feedback learning value due to the change is not reduced. Therefore, according to the above configuration, it is possible to suitably suppress an increase in the NOx emission amount when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is lowered.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記空燃比フィードバック制御において、前記排気浄化触媒の排気上流側の排気酸素濃度の検出結果に基づくメインフィードバック制御と、前記排気浄化触媒の排気下流側の排気酸素濃度の検出結果に基づくサブフィードバック制御とを実施するとともに、前記排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時における前記目標空燃比の変更及び前記フィードバック学習値の更新禁止を、前記サブフィードバック制御についての目標空燃比及びフィードバック学習値を対象に行うことをその要旨としている。 According to a second aspect of the present invention, in the fuel injection control device for an internal combustion engine according to the first aspect, in the air-fuel ratio feedback control, a main feedback based on a detection result of an exhaust oxygen concentration upstream of the exhaust purification catalyst. Control and sub-feedback control based on the detection result of the exhaust oxygen concentration on the exhaust downstream side of the exhaust purification catalyst, and the change of the target air-fuel ratio and the feedback when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is reduced The gist is to prohibit the update of the learning value for the target air-fuel ratio and the feedback learning value for the sub-feedback control.
上記構成では、排気浄化触媒の排気上流側の排気酸素濃度の検出結果に基づくメインフィードバックと、同排気浄化触媒の排気下流側の排気酸素濃度の検出結果に基づくサビフィードバックとの2つのフィードバックを通じて空燃比フィードバック制御が行われるようになる。こうした態様での空燃比フィードバック制御を行う場合、請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置における排気浄化触媒の酸素吸蔵能力低下時の目標空燃比の変更及びフィードバック学習値の更新禁止は、サブフィードバック制御についての目標空燃比及びフィードバック学習値を対象に行うようにすることができる。 In the above-described configuration, there is empty feedback through two feedbacks, main feedback based on the detection result of the exhaust oxygen concentration upstream of the exhaust purification catalyst and rust feedback based on the detection result of the exhaust oxygen concentration downstream of the exhaust purification catalyst. Fuel ratio feedback control is performed. When performing air-fuel ratio feedback control in this manner, the change of the target air-fuel ratio and the prohibition of updating the feedback learning value when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst in the fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1 is reduced are: The target air-fuel ratio and the feedback learning value for the sub-feedback control can be performed as targets.
また上記課題を解決するため、請求項3に記載の発明は、排気酸素濃度の検出結果に基づいて内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を目標空燃比とすべく燃料噴射量の空燃比フィードバック制御を行うとともに、その空燃比フィードバック制御における前記燃料噴射量のフィードバック補正値に基づいてフィードバック学習値の更新を行う内燃機関の燃料噴射量制御装置において、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時に、排気量が大となる機関運転領域での前記目標空燃比を前記酸素吸蔵能力の未低下時よりもリッチ側に変更するとともに、前記目標空燃比をリッチ側に変更した機関運転領域での前記フィードバック学習値の更新度合を他の機関運転領域よりも低下させることをその要旨としている。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 3 is directed to an air-fuel ratio of the fuel injection amount so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the internal combustion engine is set to the target air-fuel ratio based on the detection result of the exhaust oxygen concentration. In a fuel injection amount control device for an internal combustion engine that performs feedback control and updates a feedback learning value based on a feedback correction value of the fuel injection amount in the air-fuel ratio feedback control, when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst decreases The target air-fuel ratio in the engine operation region where the displacement is large is changed to the rich side as compared with the time when the oxygen storage capacity is not lowered, and the target air-fuel ratio is changed to the rich side. The gist is to reduce the update degree of the feedback learning value as compared to other engine operation regions.
上記構成では、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時には、排気量が大となる機関運転領域においては、空燃比フィードバック制御における燃料噴射量のフィードバック補正値に基づいたフィードバック学習値の更新度合が他の機関運転領域よりも低下されるようになる。そのため、そうした機関運転領域では、フィードバック学習値の更新が制限されるため、空燃比フィードバック制御の目標空燃比の変更がフィードバック学習値の学習精度に与える影響は低く抑えられるようになる。 In the above configuration, when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is reduced, in the engine operation region where the exhaust amount becomes large, the update degree of the feedback learning value based on the feedback correction value of the fuel injection amount in the air-fuel ratio feedback control is different. The engine operating range will be lowered. For this reason, in such an engine operation region, the update of the feedback learning value is limited, so that the influence of the change of the target air-fuel ratio of the air-fuel ratio feedback control on the learning accuracy of the feedback learning value can be suppressed low.
そして上記構成では、そうしたフィードバック学習値の学習が制限された機関運転領域において、空燃比フィードバック制御の目標空燃比をリッチ側に変更するようにしている。こうして目標空燃比がリッチ側に変更されると、内燃機関の燃焼は通常よりもリッチな空燃比で行われるようになり、NOx排出量が低減されるようになる。こうした目標空燃比の変更は、排気量が大となり、故に燃焼によるNOx生成量も大となることから、NOx排出量が総合的な内燃機関のエミッション性能に与える影響が顕著な機関運転領域であるため、目標空燃比を変更する機関運転領域を必要最小限に留めながらも、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下に伴うNOx排出量の増大は、効果的に抑制されるようになる。しかも、目標空燃比を変更する機関運転領域では、フィードバック学習値の更新が制限されており、その変更によるフィードバック学習値の学習精度の低下が抑えられるようになっている。したがって上記構成によれば、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時におけるNOx排出量の増大を好適に抑制することができるようになる。 In the above configuration, the target air-fuel ratio of the air-fuel ratio feedback control is changed to the rich side in the engine operation region where learning of the feedback learning value is limited. When the target air-fuel ratio is changed to the rich side in this way, the combustion of the internal combustion engine is performed at a richer air-fuel ratio than usual, and the NOx emission amount is reduced. Such a change in the target air-fuel ratio is an engine operating region in which the amount of exhaust gas is large and therefore the amount of NOx generated by combustion is also large, so the influence of the NOx emission amount on the overall emission performance of the internal combustion engine is significant. Therefore, the increase in the NOx emission amount due to the decrease in the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is effectively suppressed while keeping the engine operating range for changing the target air-fuel ratio to the minimum necessary. In addition, in the engine operation region in which the target air-fuel ratio is changed, the update of the feedback learning value is limited, and a decrease in the learning accuracy of the feedback learning value due to the change is suppressed. Therefore, according to the above configuration, it is possible to suitably suppress an increase in the NOx emission amount when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is lowered.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記空燃比フィードバック制御において、前記排気浄化触媒の排気上流側の排気酸素濃度の検出結果に基づくメインフィードバック制御と、前記排気浄化触媒の排気下流側の排気酸素濃度の検出結果に基づくサブフィードバック制御とを実施するとともに、前記排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時における前記目標空燃比の変更及び前記フィードバック学習値の更新度合の低下を、前記サブフィードバック制御の目標空燃比及びフィードバック学習値を対象に行うことをその要旨としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel injection control device for an internal combustion engine according to the third aspect, in the air-fuel ratio feedback control, a main feedback based on a detection result of an exhaust oxygen concentration upstream of the exhaust purification catalyst. Control and sub-feedback control based on the detection result of the exhaust oxygen concentration on the exhaust downstream side of the exhaust purification catalyst, and the change of the target air-fuel ratio and the feedback when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is reduced The gist of the present invention is to reduce the update degree of the learning value with respect to the target air-fuel ratio and the feedback learning value of the sub feedback control.
上記構成では、排気浄化触媒の排気上流側の排気酸素濃度の検出結果に基づくメインフィードバックと、同排気浄化触媒の排気下流側の排気酸素濃度の検出結果に基づくサビフィードバックとの2つのフィードバックを通じて空燃比フィードバック制御が行われるようになる。こうした態様での空燃比フィードバック制御を行う場合、請求項3記載の内燃機関の燃料噴射制御装置における排気浄化触媒の酸素吸蔵能力低下時の目標空燃比の変更及びフィードバック学習値の更新度合の低下は、サブフィードバック制御についての目標空燃比及びフィードバック学習値を対象に行うようにすることができる。 In the above-described configuration, there is empty feedback through two feedbacks, main feedback based on the detection result of the exhaust oxygen concentration upstream of the exhaust purification catalyst and rust feedback based on the detection result of the exhaust oxygen concentration downstream of the exhaust purification catalyst. Fuel ratio feedback control is performed. When air-fuel ratio feedback control is performed in this manner, the target air-fuel ratio is changed when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst in the fuel injection control device for an internal combustion engine is reduced, and the feedback learning value is updated less frequently. The target air-fuel ratio and the feedback learning value for the sub-feedback control can be performed as targets.
請求項5に記載の発明は、請求項2又は4に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記排気浄化触媒の排気上流側の排気酸素濃度を検出する第1の酸素センサと、前記排気浄化触媒の排気下流側の排気酸素濃度を検出する第2の酸素センサとを備えるとともに、前記メインフィードバック制御を、前記第1の酸素センサの出力から算出された実空燃比と目標空燃比との偏差に応じて燃料噴射量を補正することで行い、前記サブフィードバック制御を、前記第2の酸素センサの出力と同センサの目標出力との偏差に応じて前記第1の酸素センサの出力を補正することで行うことをその要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel injection control device for an internal combustion engine according to the second or fourth aspect, the first oxygen sensor for detecting an exhaust oxygen concentration upstream of the exhaust purification catalyst, and the exhaust gas A second oxygen sensor for detecting an exhaust oxygen concentration on the exhaust downstream side of the purification catalyst, and performing the main feedback control between an actual air fuel ratio calculated from an output of the first oxygen sensor and a target air fuel ratio. The sub-feedback control is performed by correcting the fuel injection amount according to the deviation, and the output of the first oxygen sensor is corrected according to the deviation between the output of the second oxygen sensor and the target output of the sensor. The gist of this is to do.
上述したようなメインフィードバック制御とサブフィードバック制御との2つのフィードバックを通じて空燃比フィードバック制御を行う場合、それら2つのフィードバック制御の一方の目標空燃比を変更しただけでは、他方のフィードバック制御のために実際の空燃比を所望とするように変更できないことがある。その点、上記態様でメインフィードバック制御及びサブフィードバック制御を行う場合には、第2の酸素センサの目標出力により設定されるサブフィードバック制御の目標空燃比を変更すれば、それだけで実際の空燃比が変更されるようになる。そのため、上記構成によれば、制御構造の複雑化を招くことなく、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力低下時のNOx排出量の増大の好適な抑制を図ることが可能となる。 When the air-fuel ratio feedback control is performed through the two feedbacks of the main feedback control and the sub-feedback control as described above, the change of the target air-fuel ratio of one of the two feedback controls is actually performed for the other feedback control. The air / fuel ratio of the engine may not be changed as desired. In that respect, when the main feedback control and the sub feedback control are performed in the above-described manner, the actual air fuel ratio can be obtained only by changing the target air fuel ratio of the sub feedback control set by the target output of the second oxygen sensor. Will be changed. Therefore, according to the above configuration, it is possible to appropriately suppress an increase in the NOx emission amount when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is reduced without complicating the control structure.
以下、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した一実施形態を、図1〜図7を参照して詳細に説明する。なお本実施の形態の燃料噴射制御装置は、車載内燃機関に適用されるものとなっている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Note that the fuel injection control device of the present embodiment is applied to an in-vehicle internal combustion engine.
図1に示される内燃機関では、吸気通路10に設置されたスロットルバルブ11の開度制御を通じて燃焼室12に吸入される空気量が調整される。そしてこの空気とインジェクタ13より噴射された燃料との混合気が燃焼室12内で燃焼されるようになっている。燃焼室12内での混合気の燃焼により発生した排気は、排気通路14に排出され、排気通路14に設置された2つの触媒コンバータ(フロント触媒コンバータ15,リア触媒コンバータ16)の排気浄化触媒により浄化される。これらの触媒コンバータ(15,16)には排気浄化触媒として、HC及びCOの酸化とNOxの還元とを同時に行ってこれらを浄化する三元触媒とともに、酸素吸蔵能力を有するセリウム等の助触媒が担持されており、こうした助触媒の酸素吸蔵能力によって、より高い排気浄化性能が発揮されるようになっている。
In the internal combustion engine shown in FIG. 1, the amount of air taken into the
なお三元触媒は、触媒雰囲気の酸素濃度が、理論空燃比での混合気の燃焼時の値となったときに、HC、CO、NOxを最も効果的に浄化できるようになっている。このため、この内燃機関では、触媒雰囲気の酸素濃度が排気の浄化に最適な値に維持されるように、排気酸素濃度の検出結果に応じた空燃比フィードバック制御を実行している。 Note that the three-way catalyst can most effectively purify HC, CO, and NOx when the oxygen concentration in the catalyst atmosphere reaches the value at the time of combustion of the air-fuel mixture at the stoichiometric air-fuel ratio. For this reason, in this internal combustion engine, air-fuel ratio feedback control according to the detection result of the exhaust oxygen concentration is executed so that the oxygen concentration in the catalyst atmosphere is maintained at an optimum value for purifying the exhaust gas.
こうした空燃比フィードバック制御は、機関制御を司る電子制御ユニット17によって実行される。電子制御ユニット17は、機関制御に係る各種演算処理を実行する中央演算処理装置(CPU)、機関制御用のプログラムやデータの記憶された読込専用メモリ(ROM)、CPUの演算結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)、外部との信号の入出力のための入出力ポート(I/O)等を備えて構成されている。
Such air-fuel ratio feedback control is executed by the
こうした電子制御ユニット17の入力ポートには、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ18、スロットルバルブ11の開度を検出するスロットルセンサ19、吸入空気量を検出するエアフローメータ20、機関回転速度を検出するNEセンサ21、インジェクタ13に供給される燃料の圧力(燃圧)を検出する燃圧センサ22の出力が入力されている。
The input port of the
また電子制御ユニット17の入力ポートには、触媒上流側(フロント触媒コンバータ15の排気上流側)に設置された空燃比センサ23、及び触媒下流側(リア触媒コンバータ16の排気下流側)に設置された酸素センサ24の出力も入力されている。空燃比センサ23は、図2に示すように、触媒上流側の排気酸素濃度に応じた電圧信号を出力する。なお本実施の形態に採用される空燃比センサ23は、触媒上流側の排気酸素濃度が理論空燃比で混合気が燃焼されたときの値Xであるときに、その出力VAFがちょうど「0V」となるように構成されている。また酸素センサ24は、触媒下流側の排気酸素濃度に応じた電圧信号を出力する。図3に示すように、この酸素センサ24の出力VOは、触媒下流側の排気酸素濃度が、理論空燃比で混合気が燃焼されたときの値Xであるときを境界にしてステップ状に変化するようになっている。なお本実施の形態に採用される酸素センサ24は、理論空燃比で燃焼が行われたときに、その出力VOが「0.5V」となるように構成されている。
In addition, an air-
以下、こうした電子制御ユニット17によって実行される空燃比フィードバック制御の詳細について説明する。
電子制御ユニット17は基本的には、機関回転速度や機関負荷率に基づいて、そのとき必要とされる燃料噴射量を指示噴射量Qとして算出し、その算出された指示噴射量Q分の燃料が噴射されるようにインジェクタ13を駆動する。このときの指示噴射量Qの算出に用いられる機関回転速度は、上記NEセンサ21の検出結果から求められる。また機関負荷率は、内燃機関の最大負荷に対する現在の負荷の比率を示すもので、機関回転速度とエアフローメータ20の検出する吸入空気量とに基づいて算出されている。
Hereinafter, details of the air-fuel ratio feedback control executed by the
The
こうした指示噴射量Qに応じたインジェクタ13の駆動に際しては、指示燃料噴射量Q分の燃料を噴射するために必要なインジェクタ13の通電時間として指示噴射時間TAUが算出される。この指示噴射時間TAUは、下式(1)を用いて算出されている。
TAU=Q×K1×KINJA+KINJB …(1)
When the
TAU = Q × K1 × KINJA + KINJB (1)
上式(1)において「K1」は、インジェクタ13に供給される燃料の圧力(燃圧)に応じた燃料噴射率(単位時間におけるインジェクタ13からの燃料噴射量)の差異による燃料噴射量の変化分を補償するための燃圧補正係数である。この燃圧補正係数K1は、燃圧が規定の基準燃圧のときにその値が「1.0」に設定され、燃圧が低くなるほどその値が大きく、また燃圧が高くなるほどその値が小さく設定されるようになっている。また上式(1)の「KINJA」は感度係数であり、その値は、燃圧が基準燃圧であるときの単位量の燃料噴射に必要なインジェクタ13の通電時間を示すものとなっている。また上式(1)の「KINJB」は、インジェクタ13の無効噴射期間であり、その値は、インジェクタ13への通電開始から実際に燃料噴射が開始されるまでの時間に相当するものとなっている。
In the above equation (1), “K1” is the change in the fuel injection amount due to the difference in the fuel injection rate (the fuel injection amount from the
次に上記指示噴射量Qの算出手順の詳細を説明する。指示噴射量Qは、基本噴射量Qbase、メインフィードバック補正値(以下「メインF/B補正値」と記載)DF、及びメインフィードバック学習値(以下「メインF/B学習値」と記載)MG(i)に基づいて、下式(2)を用いて算出される。
Q=Qbase+DF+MG(i) …(2)
Next, the details of the procedure for calculating the command injection amount Q will be described. The command injection amount Q includes a basic injection amount Qbase, a main feedback correction value (hereinafter referred to as “main F / B correction value”) DF, and a main feedback learning value (hereinafter referred to as “main F / B learning value”) MG ( Based on i), it is calculated using the following equation (2).
Q = Qbase + DF + MG (i) (2)
ここで基本噴射量Qbaseは、燃焼室12内で燃焼される混合気の空燃比を理論空燃比(=14.7)とするために必要な燃料噴射量の理論値であり、その値は、エアフローメータ20により検出された吸入空気量GAを、理論空燃比で除算した値(GA/14.7)として求められる。またメインF/B補正値DFは、上記空燃比センサ23による触媒上流の排気酸素濃度の検出結果より把握される実際の空燃比と理論空燃比との偏差に応じて増減される補正値であり、このメインF/B補正値DFの増減により、実空燃比が理論空燃比近傍に維持されるように、指示噴射量Qが、ひいては指示噴射時間TAUが増減されるようになっている。更にメインF/B学習値MG(i)は、内燃機関の燃料系や吸気系の個体差や経時劣化による、理論空燃比を得るために必要な燃料噴射量の理論値と実値との定常偏差を補償するものであり、その値は、上記メインF/B補正値DFの値に応じて更新される。
Here, the basic injection amount Qbase is a theoretical value of the fuel injection amount necessary for setting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the
上記のメインF/B補正値DFは、より具体的には、燃料量偏差ΔQ、比例ゲインGp、燃料量偏差積分値ΣΔQ及び積分ゲインGiに基づいて、下式(3)を用いて算出される。
DF=ΔQ×Gp+ΣΔQ×Gi …(3)
More specifically, the main F / B correction value DF is calculated using the following equation (3) based on the fuel amount deviation ΔQ, the proportional gain Gp, the fuel amount deviation integrated value ΣΔQ, and the integral gain Gi. The
DF = ΔQ × Gp + ΣΔQ × Gi (3)
上式(3)の右辺第1項「ΔQ×Gp」は、理論空燃比に対する実空燃比のずれ量に比例した値を取る比例項となっている。なおこうした比例項における燃料量偏差ΔQは、吸入空気量GA、実空燃比ABF及び基本噴射量Qbaseに基づいて、下式(4)を用いて算出されている。また比例ゲインGpは、予め実験やシミュレーション等を通じてその値の適合が図られた定数であり、ここでは負の値に設定されている。
ΔQ=(GA/ABF)−Qbase …(4)
The first term “ΔQ × Gp” on the right side of Equation (3) is a proportional term that takes a value proportional to the amount of deviation of the actual air-fuel ratio from the theoretical air-fuel ratio. The fuel amount deviation ΔQ in the proportional term is calculated using the following equation (4) based on the intake air amount GA, the actual air-fuel ratio ABF, and the basic injection amount Qbase. The proportional gain Gp is a constant whose value is adapted beforehand through experiments and simulations, and is set to a negative value here.
ΔQ = (GA / ABF) −Qbase (4)
なお上式(4)における実空燃比ABFの値は、空燃比センサ23の出力VAF(厳密には、サブフィードバック制御での補正後の出力VAFs)より算出されるようになっている。こうして求められる燃料量偏差ΔQの値は、実際に燃焼された燃料量から理論空燃比を得るために必要な理論上の燃料量を指し引いた値となっている。 Note that the value of the actual air-fuel ratio ABF in the above equation (4) is calculated from the output VAF of the air-fuel ratio sensor 23 (strictly speaking, the output VAFs after correction in the sub feedback control). The value of the fuel amount deviation ΔQ thus obtained is a value obtained by subtracting the theoretical fuel amount necessary for obtaining the theoretical air-fuel ratio from the actually burned fuel amount.
また上式(3)の右辺第2項「ΣΔQ×Gi」は、上記比例項「ΔQ×Gp」だけでは解消することのできない、理論空燃比に対する実空燃比の残留偏差を解消するための積分項となっている。ここでの燃料量偏差積分値ΣΔQは、上記燃料量偏差ΔQの時間積分値として求められる。またここでの積分ゲインGiは、予め実験やシミュレーション等を通じてその値の適合が図られた定数であり、ここでは負の値に設定されている。 Further, the second term “ΣΔQ × Gi” on the right side of the above equation (3) is an integral for eliminating the residual deviation of the actual air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio, which cannot be solved only by the proportional term “ΔQ × Gp”. It is a term. The fuel amount deviation integral value ΣΔQ here is obtained as a time integral value of the fuel amount deviation ΔQ. The integral gain Gi here is a constant whose value is adapted beforehand through experiments, simulations, and the like, and is set to a negative value here.
こうして求められるメインF/B補正値DFは、基本的には、理論空燃比よりもリッチな空燃比で燃焼が行われて触媒上流側の排気酸素濃度が低くなるときに基本噴射量Qbaseを減少させ、理論空燃比よりもリーンな空燃比で燃焼が行われて触媒上流側の排気酸素濃度が高くなるときに基本噴射量Qbaseを増大させるようにその値が増減される。そのため、燃焼室12内で燃焼される混合気の空燃比は、こうしたメインF/B補正値DFの増減を通じて理論空燃比に近づくようにフィードバック調整されることになる。
The main F / B correction value DF thus obtained basically decreases the basic injection amount Qbase when combustion is performed at an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio and the exhaust oxygen concentration on the upstream side of the catalyst becomes low. When the combustion is performed at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and the exhaust oxygen concentration on the upstream side of the catalyst becomes high, the value is increased or decreased so as to increase the basic injection amount Qbase. Therefore, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the
一方、上述のメインF/B学習値MG(i)は、上記の如く算出されるメインF/B補正値DFに応じてその値が更新されるものとなっている。具体的にはメインF/B学習値MG(i)は、下記の更新条件(A),(B)が共に満されたときに、その値がそのときのメインF/B補正値DFに更新されるようになっている。 On the other hand, the main F / B learning value MG (i) described above is updated in accordance with the main F / B correction value DF calculated as described above. Specifically, the main F / B learning value MG (i) is updated to the main F / B correction value DF at that time when both the following update conditions (A) and (B) are satisfied. It has come to be.
(A)メインF/B補正値DFによる基本噴射量Qbaseの補正率、すなわち基本噴射量Qbaseに対するメインF/B補正値DFの比率(=|DF/Qbase|)が十分に大きい(例えば「1%」以上)。 (A) The correction rate of the basic injection amount Qbase by the main F / B correction value DF, that is, the ratio of the main F / B correction value DF to the basic injection amount Qbase (= | DF / Qbase |) is sufficiently large (for example, “1 %"more than).
(B)メインF/B補正値DFの変動量が十分に小さい。
なおこうしたメインF/B学習値MG(i)による補正の結果によっては、メインF/B補正値DFが「0」に近づけられるようになる。そしてメインF/B補正値DFが「0」に近づいたときのメインF/B学習値MG(i)の値は、吸気系や燃料系の個体差や経時変化に起因した、理論空燃比に対する実空燃比の定常偏差に相応する値となるようになっている。
(B) The fluctuation amount of the main F / B correction value DF is sufficiently small.
The main F / B correction value DF comes closer to “0” depending on the result of correction using the main F / B learning value MG (i). The value of the main F / B learning value MG (i) when the main F / B correction value DF approaches “0” corresponds to the stoichiometric air-fuel ratio due to individual differences in the intake system and the fuel system and changes over time. The value corresponds to the steady deviation of the actual air-fuel ratio.
またメインF/B学習値MG(i)は、内燃機関の負荷領域に応じて区分けされた複数の学習領域i(i=1,2,3…)毎に個別に算出されている。そしてそのときの機関負荷に応じて、使用されるメインF/B学習値MG(i)として対応する学習領域iのものが選択されるようになっている。 The main F / B learning value MG (i) is calculated individually for each of a plurality of learning regions i (i = 1, 2, 3,...) Divided according to the load region of the internal combustion engine. Then, according to the engine load at that time, the corresponding learning region i is selected as the main F / B learning value MG (i) to be used.
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置では、触媒上流側の排気酸素濃度を検出する空燃比センサ23の検出結果に基づく空燃比のフィードバック制御、すなわちメインフィードバック制御が行なわれている。一方、本実施の形態では、これに加え、個体差や経時変化による空燃比センサ23の出力特性のばらつきによる上記メインフィードバック制御の精度低下を抑制するためのサブフィードバック制御が併せ行なわれている。
As described above, in the fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, the air-fuel ratio feedback control based on the detection result of the air-
こうしたサブフィードバック制御においては、上記メインフィードバック制御に使用される実空燃比ABFの算出に用いられる空燃比センサ23の出力VAFを、下式(5)に示される態様で補正するようにしている。なお下式(5)の「VAFs」は、サブフィードバック制御による補正後の空燃比センサ23の出力を、「VAF」は、その補正前の出力をそれぞれ示している。
VAFs→VAF+VH+SG …(5)
In such sub-feedback control, the output VAF of the air-
VAFs → VAF + VH + SG (5)
上式(5)の「VH」は、サブフィードバック(サブF/B)補正値であり、その値は触媒下流に設置された上記酸素センサ24の検出結果に応じて増減されるものとなっている。また上式(5)の「SG」は、サブF/B学習値であり、その値はサブF/B補正値VHの増減に応じて更新されるものとなっている。
“VH” in the above equation (5) is a sub feedback (sub F / B) correction value, and the value is increased or decreased according to the detection result of the
サブF/B補正値VHは、電圧偏差ΔV、比例ゲインKp、電圧偏差積分値ΣΔV、積分ゲインKi、電圧微分値dV及び微分ゲインKdに基づき、下式(6)を用いて算出される。
VH=ΔV×Kp+ΣΔV×Ki+dV×Kd …(6)
The sub F / B correction value VH is calculated using the following equation (6) based on the voltage deviation ΔV, the proportional gain Kp, the voltage deviation integral value ΣΔV, the integral gain Ki, the voltage differential value dV, and the differential gain Kd.
VH = ΔV × Kp + ΣΔV × Ki + dV × Kd (6)
上式(6)の右辺第1項「ΔV×Kp」は、触媒下流側の排気酸素濃度についての実際の値と、理論空燃比で燃焼が行なわれたときのその値との偏差に比例した値を取る比例項となっている。この比例項「ΔV×Kp」における電圧偏差ΔVは、酸素センサ24の実際の出力VOから目標出力tVOを減算した値(=VO−tVO)として算出されている。ここでは、目標出力tVOは、理論空燃比で燃焼が行われたときの酸素センサ24の出力の理論値に設定されている。なお図3に示したように、理論空燃比よりもリーンな空燃比で燃焼が行われて、触媒下流側の排気酸素濃度が理論空燃比での値Xよりも高くなると、この酸素センサ24の出力VOは目標出力tVOよりも小さい値を取るようになっている。また理論空燃比よりもリッチな空燃比で燃焼が行われて、触媒下流側の排気酸素濃度が理論空燃比での値Xよりも低くなると、出力VOは目標出力tVOよりも大きい値を取るようになっている。またこうした比例項「ΔV×Kp」における比例ゲインKpは、予め実験やシミュレーション等を通じてその値の適合が図られた定数であり、ここでは負の値に設定されている。
The first term “ΔV × Kp” on the right side of equation (6) is proportional to the deviation between the actual value of the exhaust oxygen concentration on the downstream side of the catalyst and the value when combustion is performed at the stoichiometric air-fuel ratio. It is a proportional term that takes a value. The voltage deviation ΔV in the proportional term “ΔV × Kp” is calculated as a value (= VO−tVO) obtained by subtracting the target output tVO from the actual output VO of the
また上式(6)の右辺第2項「ΣΔV×Ki」は、上記比例項「ΔV×Kp」だけでは解消することのできない、理論空燃比に対する実空燃比の残留偏差を解消するための積分項となっている。ここでの電圧偏差積分値ΣΔVは、上記電圧偏差ΔVの時間積分値として求められる。またここでの積分ゲインKiは、予め実験やシミュレーション等を通じてその値の適合が図られた定数であり、ここでは負の値に設定されている。 Further, the second term “ΣΔV × Ki” on the right side of the above equation (6) is an integral for eliminating the residual deviation of the actual air-fuel ratio with respect to the theoretical air-fuel ratio, which cannot be solved only by the proportional term “ΔV × Kp”. It is a term. The voltage deviation integral value ΣΔV here is obtained as a time integral value of the voltage deviation ΔV. Further, the integral gain Ki here is a constant whose value is adapted in advance through experiments and simulations, and is set to a negative value here.
更に上式(6)の右辺第3項「dV×Kd」は、触媒下流側の排気酸素濃度を理論空燃比における値に収束させる際の応答性を高めるための微分項となっている。ここでの電圧微分値dVは、酸素センサ24の出力VOの時間微分値として求められており、その値は出力VOの単位時間当りの変化量を表わしている。また微分項「dV×Kd」における微分ゲインKdは、予め実験やシミュレーション等を通じてその値の適合が図られた定数であり、ここでは負の値に設定されている。
Further, the third term “dV × Kd” on the right side of the above equation (6) is a differential term for enhancing the response when the exhaust oxygen concentration on the downstream side of the catalyst is converged to the value at the stoichiometric air-fuel ratio. The voltage differential value dV here is obtained as a time differential value of the output VO of the
こうして求められるサブF/B補正値VHの値は、理論空燃比よりもリッチな空燃比で燃焼が行われて触媒下流側の排気酸素濃度が低くなるときには、酸素センサ24の出力VOが上記目標出力tVOよりも大きくなるため、実空燃比ABFの算出に供される空燃比センサ23の出力VAFを減少補正するようにその値が減少される。そのため、このときの実空燃比ABFの計算値は、よりもリッチな空燃比であることを示す値へと補正され、基本噴射量Qbaseが更に減量補正されるようにメインF/B補正値DFの値が減少されるようになる。一方、理論空燃比よりもリーンな空燃比で燃焼が行われて触媒下流側の排気酸素濃度が高くなるときには、酸素センサ24の出力VOが上記目標出力tVOよりも小さくなるため、実空燃比ABFの算出に供される空燃比センサ23の出力VAFを増大補正するようにその値が増大される。そのため、このときの実空燃比ABFの計算値は、よりもリーンな空燃比であることを示す値へと補正され、基本噴射量Qbaseが更に増量補正されるようにメインF/B補正値DFの値が増大されるようになる。したがって、サブF/B補正値VHの増減によっては、触媒下流側の排気酸素濃度が、理論空燃比で燃焼が行われたときの値となるように、燃料噴射量がフィードバック調整されるようになる。
The sub F / B correction value VH obtained in this way is the value of the output VO of the
一方、こうしたサブF/B補正値VHの増減に応じたサブF/B学習値SGの更新は、以下の態様で行われる。すなわち、サブF/B学習値SGの更新に際しては、まずサブF/B補正値VHの徐変値を算出し、更にこの徐変値に上限ガード及び下限ガードを施して更新量SGKが算出される。そしてこの更新量SGKを、更新前のサブF/B学習値SGに加算した値を最新の値として設定することで、サブF/B学習値SGの更新が行われる(「更新後のSG」←「更新前のSG」+SGK)。 On the other hand, the update of the sub F / B learning value SG according to the increase / decrease of the sub F / B correction value VH is performed in the following manner. That is, when updating the sub F / B learning value SG, first, a gradual change value of the sub F / B correction value VH is calculated, and further, an upper limit guard and a lower limit guard are applied to the gradual change value to calculate the update amount SGK. The Then, the update amount SGK is set as the latest value obtained by adding the update amount SGK to the sub F / B learning value SG before update, so that the sub F / B learning value SG is updated ("updated SG"). ← “SG before update” + SGK).
こうして更新されるサブF/B学習値SGによっては、サブF/B補正値VHの値が「0」に近づけられるようになる。そしてサブF/B補正値VHの値が「0」に近づいたときのサブF/B学習値SGの値は、空燃比センサ23の出力特性や触媒の排気浄化特性の個体差や経時変化に起因した、理論空燃比に対する実空燃比の定常偏差に相応する値となるようになっている。
Depending on the sub F / B learning value SG updated in this way, the value of the sub F / B correction value VH becomes closer to “0”. Then, the value of the sub F / B learning value SG when the value of the sub F / B correction value VH approaches “0” depends on individual differences in the output characteristics of the air-
図4には、上述した態様での空燃比フィードバック制御をそのまま変更せずに実施したときの、車両の走行距離に応じた、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力、NMHC(非メタン炭化水素)排出量及びNOx排出量の推移を示している。なお同図には、NMHC排出量及びNOx排出量の規制値が併せ示されている。こうした規制値としては、車両走行距離が50キロマイル未満のときに適用される50キロマイル規制値と、車両走行距離が50キロマイル以上、120キロマイル未満のときに適用される120キロマイル規制値とがあり、走行距離が50キロマイルを越えた時点で、これらの排出量に対する規制は一段階緩和されるようになっている。 FIG. 4 shows the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst and the NMHC (non-methane hydrocarbon) emission amount according to the travel distance of the vehicle when the air-fuel ratio feedback control in the above-described mode is performed without change. And the transition of NOx emissions. The figure also shows the regulation values for the NMHC emission amount and the NOx emission amount. As such regulation values, there are a 50 km mile regulation value that is applied when the vehicle mileage is less than 50 km miles, and a 120 km mile regulation value that is applied when the vehicle mileage is 50 km miles or more and less than 120 km miles, When the mileage exceeds 50 kilomiles, these emissions regulations are relaxed one step.
同図に示すように、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力は、車両の走行距離の増加に応じて次第に低下する。なお電子制御ユニット17はその自己診断機能により、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下度合を監視しており、その酸素吸蔵能力が規定の警告値以下に低下すると、警告灯を点灯して触媒コンバータ(15,16)の交換が必要である旨、運転者に通知する。
As shown in the figure, the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst gradually decreases as the travel distance of the vehicle increases. The
こうした排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下によっては、その排気浄化性能が低下してしまうため、同図に示すように、車両の走行距離の増加に応じてNMHC排出量、NOx排出量は増大するようになる。このときの排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下に応じては、NOx排出量の増大は、NMHC排出量に比してNOx排出量がより顕著に増大する傾向がある。そのため、NMHC排出量については、規制に対する余裕代を比較的大きく確保することが可能であるのに対して、NOx排出量については規制に対する余裕代を十分に確保することが困難となっている。 As the exhaust gas purifying catalyst has a reduced oxygen storage capacity, its exhaust gas purifying performance decreases. As shown in the figure, the NMHC emission amount and the NOx emission amount increase as the vehicle travel distance increases. It becomes like this. In accordance with the decrease in the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst at this time, the increase in the NOx emission amount tends to increase more significantly than the NMHC emission amount. Therefore, while it is possible to secure a relatively large margin for regulation with respect to the NMHC emission amount, it is difficult to ensure a sufficient margin for regulation with respect to the NOx emission amount.
ところで上記のような三元触媒では、理論空燃比よりもある程度にリーンな空燃比で燃焼が行われたときの触媒雰囲気では、CO,HCの酸化反応がより促進されてこれらの浄化率は向上するものの、NOxの浄化率は低下する。また理論空燃比よりもある程度にリッチな空燃比で燃焼が行われたときの触媒雰囲気では、NOxの還元反応がより促進されてその浄化率は向上するものの、CO,HCの浄化率は低下する。すなわち、理論空燃比で燃焼が行われたときの触媒雰囲気では、CO,HC,NOxの浄化率をトータルで見たときの総合的な排気浄化効果が最大限に得られることになる。したがってNOx排出量の増大抑制だけに着目したときには、燃焼される混合気の空燃比を理論空燃比よりもややリッチとすることで、その達成が可能である。 By the way, with the above three-way catalyst, the oxidation reaction of CO and HC is further promoted and the purification rate is improved in the catalyst atmosphere when the combustion is performed at an air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. However, the NOx purification rate decreases. Further, in a catalyst atmosphere when combustion is performed at an air / fuel ratio that is somewhat richer than the stoichiometric air / fuel ratio, the NOx reduction reaction is further promoted and its purification rate is improved, but the CO and HC purification rates are reduced. . That is, in the catalyst atmosphere when combustion is performed at the stoichiometric air-fuel ratio, the overall exhaust purification effect when the CO, HC, NOx purification rates are viewed in total can be obtained to the maximum. Therefore, when focusing only on the suppression of the increase in the NOx emission amount, this can be achieved by making the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to be burned slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
一方、内燃機関の排気量が多くなり、故に燃焼によるNOx生成量が多くなる機関高負荷域でのNOx排出量を抑えれば、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下に伴うNOx排出量の増大が内燃機関の総合的なエミッション性能に与える影響を効果的に抑制することができる。そこで本実施の形態では、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時に、排気量が大となる内燃機関の高負荷域において、燃焼される混合気の空燃比を理論空燃比よりもややリッチ(例えば「A/F=14.4〜14.5」)とすることで、酸素吸蔵能力の低下に伴うNOx排出量の増大を抑制するようにしている。 On the other hand, if the NOx emission amount in the engine high load region where the exhaust amount of the internal combustion engine increases and therefore the NOx generation amount due to combustion increases, the NOx emission amount increases as the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst decreases. Can effectively suppress the influence of the engine on the overall emission performance of the internal combustion engine. Therefore, in the present embodiment, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to be burned is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio in the high load region of the internal combustion engine where the exhaust amount becomes large when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst decreases (for example, By setting “A / F = 14.4 to 14.5”), an increase in NOx emission accompanying a decrease in oxygen storage capacity is suppressed.
具体的には、電子制御ユニット17は、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力がある程度まで低下したときに、内燃機関の高負荷域における上記サブフィードバック制御での酸素センサ24の目標出力tVOを上方修正するようにしている。上述したようにサブフィードバック制御では、酸素センサ24の出力VOと目標出力tVOとの偏差に応じて設定されたサブF/B補正値VHにて、空燃比センサ23の出力VAFを補正している。ここで目標出力tVOが上方修正されると、上記電圧偏差ΔVが本来よりも小さくされ、上式(6)にて算出されるサブF/B補正値VHの値は本来よりも大きくされるようになる。そのため、上式(5)において算出される、サブF/B補正値VHによる補正後の空燃比センサ23の出力VAFsの値も本来よりも大きくされ、メインフィードバック制御において使用される実空燃比ABFが実際の空燃比よりもリーン側の値とされるようになる。こうして実際よりもリーンな空燃比として評価された実空燃比ABFを用いてメインF/B補正値DFの算出が行われると、制御側からは、実際の空燃比が理論空燃比であっても、未だ空燃比が理論空燃比よりもリーンであると判断されるようになる。そのため、上記目標出力tVOの上方修正がなされると、理論空燃比よりもリッチな空燃比となるように空燃比フィードバック制御が行われるようになる。
Specifically, the
図5に示すように本実施の形態では、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時に、排気量が大となる機関運転領域、ここでは吸入空気量が規定値Y以上の高負荷域でのサブフィードバック制御における目標空燃比、すなわち酸素センサ24の目標出力tVOを、酸素吸蔵能力の未低下時よりもリッチ側の値に変更するようにしている。そしてこれにより、酸素吸蔵能力の低下に伴うNOx排出量の増大を効果的に抑制するようにしている。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is reduced, the engine operation region where the exhaust amount becomes large, here, the sub-air in the high load region where the intake air amount is equal to or greater than the specified value Y. The target air-fuel ratio in the feedback control, that is, the target output tVO of the
ところが、こうして高負荷域のサブフィードバック制御の目標空燃比を変更すると、そうした高負荷域では、理論空燃比よりもリッチ側に変更された目標空燃比に対する実空燃比の定常偏差に相応する値となるように、サブF/B学習値SGの更新が行われてしまう。そのため、本来は理論空燃比に対する実空燃比の定常偏差を学習すべきサブF/B学習値SGの値が不適切となってしまうようになってしまう。そこで本実施の形態では、同図に示すように、上記のような酸素センサ24の目標出力tVOの上方修正の行われる内燃機関の高負荷域を、サブF/B学習値SGの更新を禁止する更新禁止領域とすることで、サブF/B学習値SGの学習精度の悪化を回避するようにしている。すなわち、本実施の形態では、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時には、サブF/B学習値SGの学習領域を限定することで、その学習に拘束されない、比較的自由な空燃比制御が許容される機関運転領域を確保するようにしている。そしてそうした機関運転領域を、排気量が大となり、NOx排出量の増大が総合的なエミッション性能に与える影響が顕著となる高負荷域に設定するとともに、その高負荷域での目標空燃比をリッチ側に変更することで、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下に伴うNOx排出量の増大を効果的に抑制するようにしている。
However, when the target air-fuel ratio of the sub-feedback control in the high load range is changed in this way, in such a high load range, a value corresponding to the steady deviation of the actual air-fuel ratio with respect to the target air-fuel ratio changed to the rich side from the theoretical air-fuel ratio is set. As such, the sub F / B learning value SG is updated. Therefore, the value of the sub F / B learning value SG that should originally learn the steady deviation of the actual air-fuel ratio with respect to the stoichiometric air-fuel ratio becomes inappropriate. Therefore, in the present embodiment, as shown in the figure, the update of the sub F / B learning value SG is prohibited in the high load range of the internal combustion engine in which the target output tVO of the
図6は、こうした本実施の形態の燃料噴射制御装置の適用された車載内燃機関における、車両の走行距離に応じた排気浄化触媒の酸素吸蔵能力、NMHC(非メタン炭化水素)排出量及びNOx排出量の推移を示している。ここでは排気浄化触媒の酸素吸蔵能力が、同図に示される規定の低下判定値以下となると、上記のような高負荷域でのサブフィードバック制御の目標空燃比のリッチ側への変更及びサブF/B学習値SGの更新禁止が適用されるようになる。これにより、その後の排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下に伴うNOx排出量の増大は抑えられ、規制に対するNOx排出量の余裕代は十分に確保されるようになる。一方、上記のようなサブフィードバック制御の目標空燃比のリッチ側への変更によっては、その背反としてNMHC排出量は増大してしまうようになる。ただし、NMHC排出量については、もとより規制に対する余裕代が大きいため、その排出量が増大しても、規制に対する余裕代は未だ十分に維持されている。 FIG. 6 shows the oxygen storage capacity, NMHC (non-methane hydrocarbon) emission amount and NOx emission of the exhaust purification catalyst according to the travel distance of the vehicle in the in-vehicle internal combustion engine to which the fuel injection control device of this embodiment is applied. It shows the transition of quantity. Here, when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is equal to or lower than the prescribed decrease judgment value shown in the figure, the change of the target air-fuel ratio to the rich side of the sub feedback control in the high load region as described above and the sub F / B Learning value SG is prohibited from being updated. As a result, the increase in the NOx emission amount due to the subsequent decrease in the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is suppressed, and a margin for the NOx emission amount for the regulation is sufficiently secured. On the other hand, depending on the change of the target air-fuel ratio to the rich side in the sub feedback control as described above, the NMHC emission amount increases as a contradiction. However, since the allowance for regulation is large for the NMHC emission amount, the allowance for regulation is still sufficiently maintained even if the emission amount increases.
図7は、こうした本実施の形態に採用されるサブフィードバックルーチンの処理手順を示している。本ルーチンの処理は、電子制御ユニット17によって、定時割り込み処理として、機関運転中に周期的に実行されている。
FIG. 7 shows the processing procedure of the sub-feedback routine employed in this embodiment. The processing of this routine is periodically executed by the
本ルーチンの処理が開始されると、電子制御ユニット17はまずステップS10において、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力が規定の低下判定値以下に低下しているか否かを確認する。ここで酸素吸蔵能力が低下していなければ(S10:NO)、電子制御ユニット17は、ステップS20において通常のサブフィードバック制御を、すなわちサブF/B学習値SGの学習領域を限定せず、全機関運転領域でのサブフィードバック制御の目標空燃比を理論空燃比に設定してのサブフィードバック制御を実施する。一方、酸素吸蔵能力の低下時には(S10:YES)、電子制御ユニット17は、ステップS30において高負荷域におけるサブフィードバック制御の目標空燃比を理論空燃比よりもややリッチな値に変更するとともに、ステップS40において高負荷域でのサブF/B学習値SGの更新を禁止して、サブフィードバック制御を実施する。
When the processing of this routine is started, the
なお、こうした本実施の形態の内燃機関の燃料噴射制御装置では、空燃比センサ23が、排気浄化触媒の排気上流側の排気酸素濃度を検出する第1の酸素センサに、酸素センサ24が、排気浄化触媒の排気下流側の排気酸素濃度を検出する第2の酸素センサに、それぞれ相当する構成となっている。
In the fuel injection control device for the internal combustion engine of the present embodiment, the air-
以上説明した本実施の形態の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、次の効果を奏することができる。
(1)本実施の形態では、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時に、排気量が大となる高負荷域でのサブF/B学習値SGの更新を禁止するようにしている。また酸素吸蔵能力の低下時には、そうした高負荷域において、サブフィードバック制御の目標空燃比に相当する酸素センサ24の目標出力tVOを、酸素吸蔵能力の未低下時よりも空燃比をリッチ側とする値に変更するようにしている。こうした目標出力tVOの変更を行う機関運転領域が、NOx生成量が多いことから、NOx排出量の増大が総合的な内燃機関のエミッション性能に与える影響が顕著な高負荷域であるため、目標空燃比を変更する機関運転領域を必要最小限に留めながらも、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下に伴うNOx排出量の増大を、効果的に抑制することができる。またそうした高負荷域ではサブF/B補正値VHに基づいたサブF/B学習値SGの更新が禁止されるため、上記のようなサブフィードバック制御の目標空燃比を変更は、サブF/B学習値SGの学習精度には影響しないようになる。またサブF/B学習値SGの更新が禁止される機関運転領域が限られていることから、サブF/B学習値SGの学習機会の低下も必要最小限に留められるようになる。したがって本実施の形態によれば、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時におけるNOx排出量の増大を好適に抑制することができるようになる。
According to the fuel injection control device for an internal combustion engine of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is lowered, the sub F / B learning value SG is prohibited from being updated in a high load region where the displacement is large. Further, when the oxygen storage capacity is reduced, the target output tVO of the
(2)本実施の形態では、排気浄化触媒の排気上流側の排気酸素濃度を検出する空燃比センサ23と、排気浄化触媒の排気上流側の排気酸素濃度を検出する酸素センサ24とを備えるようにしている。そしてメインフィードバック制御を、空燃比センサ23の出力VAFから算出された実空燃比ABFと目標空燃比である理論空燃比との偏差に応じて燃料噴射量を補正することで行い、サブフィードバック制御を、酸素センサ24の出力VOと同センサの目標出力tVOとの偏差に応じて空燃比センサ23の出力VAFを補正することで行うようにしている。上述したようなメインフィードバック制御とサブフィードバック制御との2つのフィードバックを通じて空燃比フィードバック制御を行う場合、それら2つのフィードバック制御の一方の目標空燃比を変更しただけでは、他方のフィードバック制御のために実際の空燃比を所望とするように変更できないことがある。その点、上記態様でメインフィードバック制御及びサブフィードバック制御を行う本実施の形態では、酸素センサ24の目標出力tVOにより設定されるサブフィードバック制御の目標空燃比さえ変更すれば、それだけで実際の空燃比が変更されるようになる。そのため、制御構造の複雑化を招くことなく、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力低下時のNOx排出量の増大の好適な抑制を図ることが可能となる。
(2) In the present embodiment, the air-
なお上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時に、高負荷域でのサブフィードバック制御の目標空燃比に相当する酸素センサ24の目標出力tVOを変更するとともに、そうした高負荷域でのサブF/B学習値SGの更新を禁止するようにしていた。もっとも、サブF/B学習値SGの更新を完全に禁止せずとも、高負荷域でのサブF/B学習値SGの更新度合を他の機関運転領域よりも低下させれば、上記のような目標出力tVOの変更に伴うサブF/B学習値SGの学習精度の低下をある程度に抑えることができる。よってサブF/B学習値SGの学習精度を十分に確保できるのであれば、酸素吸蔵能力低下時における高負荷域でのサブF/B学習値SGの更新を完全に禁止せず、その更新度合を他の機関運転領域よりも低下させるようにしても良い。なおサブF/B学習値SGの更新度合は、例えばサブF/B補正値VHの徐変値に対する更新量SGKの比率を通常よりも小さくしたり、更新量SGKの算出に際して徐変値に施す上限ガード及び下限ガードの幅を通常よりも狭くしたり、サブF/B学習値SGの更新頻度を通常よりも少なくしたり、することで行うことができる。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is reduced, the target output tVO of the
・上記実施の形態では、酸素センサ24の目標出力tVOの変更により、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力低下時の高負荷域での空燃比を理論空燃比よりもリッチとするようにしていたが、これをメインフィードバック制御の目標空燃比の変更により行うようにしても良い。なお単にメインフィードバック制御の目標空燃比を変更しただけでは、サブフィードバック制御により、空燃比が理論空燃比に戻されてしまうため、そうならないように制御を工夫する必要がある。またメイン及びサブの双方のフィードバック制御の制御目標を変更することで、同様の目的を達成するようにしても良い。
In the above embodiment, the target fuel output tVO of the
・上記実施の形態でのメイン及びサブのフィードバック制御の態様は、上記実施の形態における態様に限らず適宜に変更しても良い。
・上記実施の形態では、メイン、サブの2つのフィードバックを通じて空燃比フィードバック制御を行うようにしていたが、本発明は、単一のフィードバックのみで空燃比フィードバック制御を行う内燃機関の燃料噴射装置にも適用することができる。要は、排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時において、排気量が大となる機関運転領域における空燃比フィードバック制御の目標空燃比を未低下時よりもリッチ側に変更し、更にそうした機関運転領域でのフィードバック学習値の更新を禁止又は制限すれば、酸素吸蔵能力の低下に伴うNOx排出量の増大を好適に抑制することができるようになる。
The mode of main and sub feedback control in the above embodiment is not limited to the mode in the above embodiment, and may be changed as appropriate.
In the above embodiment, the air-fuel ratio feedback control is performed through the main and sub feedbacks. However, the present invention provides a fuel injection apparatus for an internal combustion engine that performs air-fuel ratio feedback control with only a single feedback. Can also be applied. In short, when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst decreases, the target air-fuel ratio of the air-fuel ratio feedback control in the engine operation region where the exhaust amount becomes large is changed to a richer side than when it is not decreased, and further such engine operation region If the update of the feedback learning value is prohibited or restricted in this way, it is possible to suitably suppress the increase in the NOx emission amount accompanying the decrease in the oxygen storage capacity.
・本発明は、車載以外の内燃機関にも同様に適用することができる。 The present invention can be similarly applied to internal combustion engines other than the vehicle.
10…吸気通路、11…スロットルバルブ、12…燃焼室、13…インジェクタ、14…排気通路、15…フロント触媒コンバータ、16…リア触媒コンバータ、17…電子制御ユニット、18…アクセルセンサ、19…スロットルセンサ、20…エアフローメータ、21…NEセンサ、22…燃圧センサ、23…空燃比センサ(第1の酸素センサ)、24…酸素センサ(第2の酸素センサ)。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時に、排気量が大となる機関運転領域での前記目標空燃比を前記酸素吸蔵能力の未低下時よりもリッチ側に変更するとともに、前記目標空燃比をリッチ側に変更した機関運転領域での前記フィードバック学習値の更新を禁止する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 Based on the detection result of the exhaust oxygen concentration, air-fuel ratio feedback control of the fuel injection amount is performed so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture combusted in the internal combustion engine becomes the target air-fuel ratio, and the fuel injection amount in the air-fuel ratio feedback control is controlled. In a fuel injection amount control device for an internal combustion engine that updates a feedback learning value based on a feedback correction value,
When the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is reduced, the target air-fuel ratio in the engine operation region where the exhaust amount becomes large is changed to a richer side than when the oxygen storage capacity is not reduced, and the target air-fuel ratio is made rich. A fuel injection control device for an internal combustion engine, wherein updating of the feedback learning value is prohibited in the engine operating region changed to the side.
前記排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時における前記目標空燃比の変更及び前記フィードバック学習値の更新禁止を、前記サブフィードバック制御についての目標空燃比及びフィードバック学習値を対象に行う
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 In the air-fuel ratio feedback control, a main feedback control based on the detection result of the exhaust oxygen concentration on the exhaust upstream side of the exhaust purification catalyst, and a sub feedback control based on the detection result of the exhaust oxygen concentration on the exhaust downstream side of the exhaust purification catalyst; As well as
The change of the target air-fuel ratio and the prohibition of update of the feedback learning value when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is reduced are performed on the target air-fuel ratio and the feedback learning value for the sub-feedback control. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1.
排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時に、排気量が大となる機関運転領域での前記目標空燃比を前記酸素吸蔵能力の未低下時よりもリッチ側に変更するとともに、前記目標空燃比をリッチ側に変更した機関運転領域での前記フィードバック学習値の更新度合を他の機関運転領域よりも低下させる
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 Based on the detection result of the exhaust oxygen concentration, air-fuel ratio feedback control of the fuel injection amount is performed so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture combusted in the internal combustion engine becomes the target air-fuel ratio, and the fuel injection amount in the air-fuel ratio feedback control is controlled. In a fuel injection amount control device for an internal combustion engine that updates a feedback learning value based on a feedback correction value,
When the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is reduced, the target air-fuel ratio in the engine operation region where the exhaust amount becomes large is changed to a richer side than when the oxygen storage capacity is not reduced, and the target air-fuel ratio is made rich. A fuel injection control device for an internal combustion engine, wherein the degree of update of the feedback learning value in the engine operation region changed to the side is reduced as compared to other engine operation regions.
前記排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下時における前記目標空燃比の変更及び前記フィードバック学習値の更新度合の低下を、前記サブフィードバック制御の目標空燃比及びフィードバック学習値を対象に行う
ことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 In the air-fuel ratio feedback control, a main feedback control based on the detection result of the exhaust oxygen concentration on the exhaust upstream side of the exhaust purification catalyst, and a sub feedback control based on the detection result of the exhaust oxygen concentration on the exhaust downstream side of the exhaust purification catalyst; As well as
The change of the target air-fuel ratio and the reduction of the update degree of the feedback learning value when the oxygen storage capacity of the exhaust purification catalyst is reduced are performed on the target air-fuel ratio and feedback learning value of the sub-feedback control. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 3.
前記メインフィードバック制御を、前記第1の酸素センサの出力から算出された実空燃比と目標空燃比との偏差に応じて燃料噴射量を補正することで行い、
前記サブフィードバック制御を、前記第2の酸素センサの出力と同センサの目標出力との偏差に応じて前記第1の酸素センサの出力を補正することで行う
請求項2又は4に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 A first oxygen sensor that detects an exhaust oxygen concentration upstream of the exhaust purification catalyst, and a second oxygen sensor that detects an exhaust oxygen concentration downstream of the exhaust purification catalyst;
The main feedback control is performed by correcting the fuel injection amount in accordance with a deviation between the actual air-fuel ratio calculated from the output of the first oxygen sensor and the target air-fuel ratio,
5. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the sub feedback control is performed by correcting the output of the first oxygen sensor in accordance with a deviation between the output of the second oxygen sensor and a target output of the sensor. Fuel injection control device.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013019334A (en) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Toyota Motor Corp | Control apparatus for internal combustion engine |
JP2013148023A (en) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Mitsubishi Motors Corp | Control device of internal combustion engine |
JP2017036736A (en) * | 2011-04-06 | 2017-02-16 | タンタル イノベーションズ リミテッド | Apparatus and method for determining engine load reporting strategy |
JP7448072B1 (en) | 2023-06-06 | 2024-03-12 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust control device and exhaust control method |
JP7448073B1 (en) | 2023-06-06 | 2024-03-12 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust control device and exhaust control method |
-
2008
- 2008-01-17 JP JP2008008340A patent/JP2009167944A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017036736A (en) * | 2011-04-06 | 2017-02-16 | タンタル イノベーションズ リミテッド | Apparatus and method for determining engine load reporting strategy |
JP2013019334A (en) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Toyota Motor Corp | Control apparatus for internal combustion engine |
US8554450B2 (en) | 2011-07-12 | 2013-10-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus and control method for internal combustion engine |
JP2013148023A (en) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Mitsubishi Motors Corp | Control device of internal combustion engine |
JP7448072B1 (en) | 2023-06-06 | 2024-03-12 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust control device and exhaust control method |
JP7448073B1 (en) | 2023-06-06 | 2024-03-12 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust control device and exhaust control method |
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